도장 전 표면에 남아 있는 수용성 염분은 도장층의 조기 손상을 일으키는 주요 원인입니다. 이러한 오염 물질은 눈에 잘 띄지 않는 경우가 많지만, 도장 수명을 현저히 단축시키고 유지보수 비용을 증가시킬 수 있습니다.
이러한 염분은 수분을 흡수하여 도막 하부 부식을 촉진하며, 도장 후 기포 발생이나 접착력 저하를 유발할 수 있습니다. 연마 블라스팅이나 전동 공구 세척과 같은 일반적인 표면 처리 방법으로는 용해성 염분을 확실하게 제거하기 어렵기 때문에, 장기적인 도장 성능을 보장하기 위해서는 도장 전 확인 작업이 매우 중요합니다.
세 명의 검사관이 브레슬(Bresle) 방법을 사용하여 동일한 블라스팅 처리된 강철 표면을 측정했습니다. 한 명은 22 µS/cm, 다른 한 명은 28 mg/m², 세 번째는 2.5 µg/cm²를 보고했습니다. 세 명 모두 표면 상태가 허용 기준에 부합한다고 판단했습니다. 과연 누가 맞을까요?
용해성 염분 검사에 대한 오해가 흔하기 때문에 이와 같은 상황이 자주 발생합니다. 브렐(Bresle) 방식은 표면의 염분 함량을 직접 측정하는 것이 아니라, 검사관이 표면에서 시료를 채취하는 방법을 안내해 줄 뿐입니다. 이러한 시료로부터 유의미한 결과를 도출하려면 다른 표준 및 계산 방법을 반드시 따라야 합니다.
혼란을 가중시키는 것은, 일부 시험 방법이 표면상의 개별 염 이온 농도를 측정한다는 점이다. 이러한 방법 역시 표면 오염 여부를 검사하는 것이지만, 전도도 시험 결과와는 전혀 다른 수치를 나타내므로 직접 비교할 수 없다.
일관되고 유의미한 결과를 얻기 위해서는 관련 당사자 모두가 관련 표준, 사양서에 명시된 단위, 그리고 용해성 염분의 측정 및 보고에 관한 모범 사례를 이해하는 것이 중요합니다.
ISO 8502-6 및 ISO 8502-9는 도장 전 강철 표면의 용해성 염분 오염을 평가하기 위한 표준화되고 재현 가능한 방법을 제공하기 위해 함께 적용됩니다.
ISO 8502-6는 표면에서 수용성 염분을 제거하는 방법을 규정하고 있습니다. 정해진 용량의 탈이온수를 패치나 셀을 사용하여 알려진 표면적에 접촉시켜 수용성 오염 물질을 용해시킵니다.
탈이온수를 패치로 흡입했다가 배출한 뒤, 지정된 체류 시간을 두었다가 테스트를 위해 제거합니다.
DeFelsko PosiPatch, 접착 패치 및 라텍스 접착 패치는 모두 ISO 8502-6 표준을 준수합니다.
ISO 8502-9는 추출된 용액을 평가하는 방법을 규정하고 있습니다. 용액의 전도도는 온도 보정 기능이 있는 전도도계를 사용하여 측정합니다.
소금의 표면 밀도는 각기 다른 종류의 소금에 대한 알려진 전도도 값, 실험에 사용된 물의 부피, 그리고 물이 접촉한 표면적을 바탕으로 계산됩니다.
PosiTector SST 프로브는 ISO 8502-9 표준을 준수하며, 사용자가 ISO 8502-6 및 8502-9 시험 방법을 수행할 수 있도록 안내합니다.
요약: ISO 8502-6는 염분의 추출 방법을 규정하며, ISO 8502-9는 전도도를 비교 가능한 표면 오염 값으로 변환하는 방법을 규정합니다.
소금은 다양한 특성과 전도도 값을 가질 수 있는 광범위한 자연 화합물군입니다. 코팅 대상 표면에는 대개 여러 종류의 염이 혼합되어 있으며, 각 염은 전도도에 서로 다른 영향을 미칠 수 있습니다.
ISO 8502-6 및 ISO 8502-9에서 정의한 방법은 표면에 존재하는 염분의 구체적인 구성을 파악하지 않습니다. 대신, 이 계산 방식은 해수를 기준으로 한 오염 프로파일을 가정합니다. 이 방법의 명명자이기도 한 Åke Bresle가 발표한 영향력 있는 논문에서는 5 kg·m⁻²·S⁻¹의 전도도 상수를 사용할 것을 제안했습니다. 이 값은 용해성 염분 오염의 기준 모델로 사용되는 해수 내 전도도와 총 용해 염분 질량 간의 관계에서 직접 도출된 것입니다. 해수 및 내륙 도로/해상 염분에서 유래한 잔류물이 오염의 주된 원인이므로, 이 가정은 대부분의 적용 사례에서 여전히 유효합니다.
표면에 단일 염류(예: NaCl)나 특정 이온(예: Cl⁻)만 존재한다는 가정을 바탕으로 다른 상수 값들이 제안되기도 했다. 이러한 대안 값들은 특정 용도나 비교를 위해 가끔 지정되기도 하지만, ISO 8502-9는 일반적인 산업용 표면 전처리에 대해 5 kg·m⁻²·S⁻¹의 상수 값을 규정하고 있다.
이에 대한 답을 찾으려면 염분의 at 합니다. 대부분의 도장 공사에서 특정 이온의 구성은 예측 가능할 정도로 일관되므로 큰 문제가 되지 않습니다. 철골 구조물에 발생하는 용해성 염분 오염의 대부분은 주로 두 가지 원천에서 비롯됩니다. air 제설용 air . 바다에서 날아온 염분은 내륙 깊숙이까지 이동할 수 있으며, 도로와 교량에는 흔히 암염이 뿌려집니다. 이 두 원천 모두 염화나트륨(NaCl)이 주성분인 혼합 염분을 침적시킵니다.
이 두 가지 원인이 표면 오염의 압도적 다수를 차지하기 때문에, 강철 표면에 존재하는 이온의 혼합물은 거의 미스터리가 되지 않습니다. 거의 항상 해수와 유사한 염화물 함량이 높은 혼합물이기 때문입니다. 이러한 일관성 덕분에 ISO 8502-9 계산 방식이 유효한 것입니다. 이 방식은 대부분의 산업용 도장 프로젝트에서 실제로 발생하는 상황을 반영하는 (해수를 기준으로 한)standard 염류 혼합물을 가정하고 있기 때문입니다.
그러나 오염원이 이러한 특징에 해당하지 않는 예외적인 경우도 있습니다. 이러한 경우, 일반적인 전도도 검사는 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 석탄 화력 발전소나 화학 처리 시설 인근의 구조물은 염화물보다는 황산염이나 질산염에 의해 오염되었을 수 있습니다. 또한, 표면을 전도도가 높은 세정제나 방청제로 세척한 경우, 유해한 부식성 염류의 존재 때문이 아니라 세정제의 무해한 잔류물 때문에 전도도 검사에서 "불합격" 결과가 나올 수 있습니다. 이러한 특정 상황에서는 일반적인 전도도 검사만으로는 위험한 염화물과 무해한 세정제 잔류물을 구분할 수 없으므로, 이온별 분석법(예: 적정 튜브)이 필요합니다.
이온의 종류가 화학적 부식에 큰 영향을 미치는 반면, 총 농도는 물리적 기포 형성을 주도합니다.
화학적 부식 특정 이온들은 각기 다른 공격성을 가지고 강철을 부식시킵니다. 염화이온은 크기가 작고 이동성이 매우 높아 강철의 부동화 산화막을 뚫고 들어가 급속한 점식 부식을 유발합니다. 산업 지역에서 흔히 발견되는 황산염은 강철과 반응하여 부식 생성물을 형성하며, 이 생성물은 팽창하여 코팅층을 내부에서 갈라지게 합니다. 순수한 부식 관점에서 볼 때, 동일한 양의 염화물은 부식성이 덜한 염(예: 탄산염)보다 강철에 더 위험합니다.
물리적 손상 (삼투성 기포) 반면, 삼투성 기포는 화학적 요인이 아닌 농도에 의해 발생합니다. 코팅층 아래에 남아 있는 수용성 염류는 흡습성이 있어 삼투 현상을 통해 반투과성 도막을 거쳐 수분을 끌어당깁니다. 이러한 흡인력(삼투압)은 어떤 특정 이온이 존재하든 상관없이 용해된 입자의 농도에 의해 결정됩니다. 따라서 전도도 수치가 높다는 것은 용해된 염의 농도가 높음을 의미하며, 존재한 이온이 화학적 공격성이 없더라도 그에 상응하는 높은 물집 형성 위험을 나타냅니다.
삼투성 기포 현상은 총 농도에 의해 유발되므로, ISO 8502-9 방법은 염류의 종류와 관계없이 기포 발생 위험을 예측하는 데 매우 유용합니다.
Furthermore, it acts as a conservative safety net for corrosion. If the total conductivity is low enough to meet a strict specification (e.g., < 20 mg/m²), the concentration of any individual aggressive ion within that mix must intrinsically be even lower. By limiting the total salt level, the standard effectively limits the aggressive ions without requiring complex, expensive, and slow chemical analysis in the field. This "catch-all" approach ensures that if a surface passes the Bresle test, it is generally safe for coating.
용해성 염의 분석 결과는 일반적으로 다음 세 가지 방식 중 하나로 보고됩니다:
프로젝트 사양서에는 일반적으로 이러한 단위 중 하나로 표시된 수용 기준이 명시되어 있습니다. 각 단위가 무엇을 의미하는지 이해하고, 어떤 변환이 가능한지 파악하는 것은 테스트 결과를 올바르게 해석하고 보고하는 데 필수적입니다.
브레슬(Bresle)법을 사용하여 시험할 때 전도도는 보고하기 가장 간단한 수치입니다. ISO 8502-6에 정의된 추출 과정을 수행한 후, 전도도계를 사용하여 추출액을 측정하면 µS/cm 또는 이에 상응하는 단위로 결과를 얻을 수 있습니다.
일반적으로 규격은 표면에 존재할 수 있는 염분의 최대 농도를 기준으로 하며, 이는 표면 밀도 단위로 표시됩니다. 전도도 측정값을 표면 밀도로 변환하려면 추출 부피, 시험 면적, 그리고 표면에 존재하는 염분의 전도도를 활용하여 계산해야 합니다.
g: 일부 사양은 이온별 측정값(예: ppm 단위의 염화물 농도)을 요구합니다. 이러한 측정값은 전도도 측정값만으로는 산출할 수 없으므로, 다른 시험 방법을 사용해야 합니다.
용해성 염의 표면 밀도 (ρA)를mg/m² 단위로 계산하기 위해, ISO 8502-9에서는 다음의 공식을 제시하고 있습니다:
ρA = c · 10² · V · Δγ / A
이 매개변수 중 두 가지(V와 A)는 시험 절차 및 사용된 장비의 세부 사항에서 도출된 것으로, 제조사나 모델에 따라 달라질 수 있습니다. ∆γ는 전도도 측정기에서 얻은 결과입니다.
앞서 설명한 바와 같이(참조: ISO 8502-9는 표면에 어떤 종류의 염분이 있는지 어떻게 판단하는가?), 상수 c는 시험 대상 표면에 존재하는 염분의 성질을 가정하여 결정됩니다. ISO 8502-9는 표면에서 흔히 발견되는 standard 염분 standard 나타내기 위해 5 kg·m⁻²·S⁻¹의 값을 사용할 것을 권장합니다.
예시 계산:
테스트 데이터:
• 전도도 측정값 (Δγ): 20 µS/cm
• 추출 부피 (V): 3 ml
• 시험 면적 (A): 12.5 cm² = 1250 mm²
가정:
이온 전도도 상수 (c): 5 kg·m⁻²·S⁻¹
공식 적용:
ρA=(c ⋅〖 10〗^2⋅ V ⋅ ∆γ)/A=(5 ⋅ 100 ⋅ 3 ⋅ 20)/1250
= 30000/1250 = 24 mg /m2
해석:
도장 전 최대 50mg/m²를 허용하는 프로젝트 사양이라면, 이 표면은 기준을 충족합니다. 사양이20 mg/m²라면, 이 표면은 기준을 충족하지 못합니다.
참고:SST 같이 브렐(Bresle)법 측정을 위해 설계된 최신 전도도 측정기는 위에서 설명한 계산을 자동으로 수행할 수 있습니다. 설정 단계에서 추출 부피, 시험 면적 및 가정된 염 종류를 입력하면, 측정기는 시험을 수행한 직후 전도도(µS/cm)와 염 밀도(mg/m² 또는µg/cm²)를 자동으로 표시합니다.
용해성 염분의 표면 농도는 일반적으로 mg/m²와µg/cm²라는 두 가지 단위로 명시되고 보고됩니다. 이 두 단위는 모두 단위 면적당 염분의 질량을 측정하지만, at . 미터와 센티미터의 경우와 마찬가지로, 이 단위들은 간단한 곱셈 계수를 사용하여 서로 변환할 수 있습니다.
단위를 변환하려면 10을 곱하거나 나누면 됩니다:
위의 예시 계산에서, 결과를µg/cm² 단위로 보고해야 한다면 단순히 10으로 나누면 되며, 이 경우 최종 결과는 2.4µg/cm²가 됩니다.
앞서 언급했던 세 명의 검사관들을 기억하시나요? 세 명 모두 표면 상태가 규격 범위 내에 있다고 판단했으나, 보고한 단위는 각각 22 µS/cm, 28mg/m², 2.5µg/cm²로 달랐습니다.
이 세 가지 단위를 명확히 이해하면, 값들을 쉽게 비교할 수 있도록 계산을 수행할 수 있습니다. 첫 번째 검사관이 3ml의 추출액과 면적이1250mm²인 시험 셀을 사용했음을 확인한 후, 표면 밀도를26.4mg/m²로 계산할 수 있습니다. 세 번째 검사관의 경우, 그녀의 결과에 10을 곱하여25 mg/m²로 환산할 수 있습니다.
이제 26.4mg/m², 28mg/m², 25mg/m²라는 동일한 단위의 측정값 세 개가 나왔습니다. 이 세 가지 측정값은 정상적인 측정 오차 범위 내에 있으며, 프로젝트 사양인50 mg/m²와 비교했을 때 세 명의 검사관 모두 표면이 기준을 충족하여 도장 작업을 진행할 준비가 되었다는 데 동의할 수 있습니다.
시험 방법과 계산 외에도 여러 요인이 시험 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 검사관은 이러한 요인들이 측정 결과에 어떤 영향을 미치는지 이해하고, 시험 간 일관성을 유지하며, standard 벗어난 사항이 있을 경우 이를 보고하는 것이 중요합니다.
브레슬(Bresle)법 시험을 수행할 때 첫 번째 단계는 표면 자체에서 비롯된 것이 아닌 물이나 장비에 존재하는 오염 요인을 보정하기 위해 공백(blank) 또는 배경 측정을 수행하는 것입니다.
제조업체의 지침에 따라, 시험을 진행하기 전에 사용할 탈이온수의 전도도를 측정하십시오. 측정값을 기록한 후, 이 공백 시험값을 최종 전도도 측정값에서 빼야 표면과 접촉한 후 물의 전도도 변화를 측정할 수 있습니다(∆γ = 시험 후 전도도 – 공백 시험 전도도).
일반적으로 5 µS/cm 이하의 공백 측정값이 허용됩니다. 측정값이 이보다 높게 나타날 경우, 전도도 측정기와 측정 도구를 탈이온수로 헹구거나 새 탈이온수 병을 사용하십시오.
온도 보정은 온도 변화가 전도도 측정값에 미치는 영향을 보정하여, 결과를 정확하고 일관성 있게 비교할 수 있게 해줍니다. 온도가 상승하면 용액 내 이온의 이동이 활발해지기 때문에 전기 전도도는 증가합니다.
이러한 영향을 제거하기 위해, 용해성 염분 분석에 사용되는 전도도 측정값은 ISO 8502-9와 같은 표준에서 요구하는 바에 따라 25 °C로 보정됩니다. 이러한 보정은 일반적으로 기기에 내장된 온도 센서와 보정 알고리즘을 통해 자동으로 수행됩니다.
물이 표면과 접촉하는 시간은 추출되는 염분의 양과 종류에 영향을 미칠 수 있습니다. 대부분의 장비 제조업체는 실용성과 추출 효율 사이의 적절한 균형을 위해 2분의 체류 시간을 권장합니다. 개별 표준에 따라 용해성 염분 추출에 소요되어야 할 시간에 대해 서로 다른 권장 사항을 제시하고 있습니다. ISO 8502-9는 과거에는 특정 체류 시간을 요구하지 않았으나, 최근인 2020년 개정판에서는 at 10분의 체류 시간을 명시하고 있습니다. 다른 국제 표준(예: SSPC 가이드 15)은 90초 정도의 짧은 체류 시간을 권장하기도 합니다.
여러 차례의 시험을 수행할 때는 동일한 체류 시간을 적용하는 것이 중요하며, 유사한 체류 시간으로 수행된 시험 결과끼리만 비교해야 합니다. 특정 체류 시간을 적용해야 하는지 여부를 확인하려면 해당 작업 사양서나 standard 참조하거나, 특히 여러 검사관이 시험 결과를 비교할 경우 시험 전에 이해관계자들과 협의하여 체류 시간에 대해 합의해야 합니다.
시험을 올바르게 수행하고 표면 밀도를 산출한 후, 그 결과를 합격 기준과 비교해야 합니다. ISO 8502-6 및 8502-9는 표면에 허용되는 염분의 수준을 명시하지 않으며, 이러한 한계치는 프로젝트 사양이나 도포되는 코팅의 성능 요구 사항에 따라 정의됩니다. 용해성 염분에 대한 보편적인 합격/불합격 기준은 없습니다. 허용 수준은 사용 환경, 코팅 시스템, 표면 처리 방법 및 프로젝트 사양에 따라 달라집니다.
허용 가능한 염분 농도를 결정하는 요인
표준은 의도적으로 고정된 기준치를 피하며, 허용 한계를 정의하는 책임을 사양서에 맡기고 있다.
이 내용은 단지 예시일 뿐입니다. 작업을 진행하기 전에 항상 최신 계약서 및 제조업체의 데이터 시트를 통해 구체적인 프로젝트 요구 사항을 확인하십시오.
산업 표준에 따른 일반적인 한계치
IMO PSPC ( 선박 평형수 탱크 - 신조선)—50mg/m² ( 5µg/cm²)
ISO 12944-9 (해양 및 해상 - C5/CX 환경)—20mg/m² (2µg/cm²)
석유 및 가스 (g: 아람코) 중요 침지/라이닝 서비스 — 20mg/m2 (2µg/cm2)
석유 및 가스 (g: 아람코) 비침지/대기 — 50mg/m2 (5µg/cm2)
일반 산업용 (온화한 대기 - C1-C3) — 80-100mg/m2 (8-10µg/cm2)
용해성 염분 분석 결과를 해석하려면, 해당 시험이 무엇을 측정하는지, 그리고 결과가 어떻게 산출되고 보고되는지를 모두 이해해야 합니다. 브레슬(Bresle) 방식은 표면에 존재하는 염분의 실제 질량이나 조성물을 측정하는 것이 아니라, 추출된 용액의 전기 전도도를 측정합니다. 이후 이 전도도는 추출량, 시험 면적, 그리고 일반적인 염분 혼합물을 기준으로 한 가정된 전도도 상수를 사용하여 표면 밀도로 환산됩니다.
측정 결과가 적절하게 온도에 따라 보정되고, 깨끗한 블랭크 샘플을 기준으로 검증되며, 올바른 단위로 보고될 경우, 이는 용해성 염분 오염에 대한 신뢰할 수 있고 재현성 있는 지표가 됩니다. 프로젝트 사양의 맥락에서 해석될 때, 이러한 결과를 바탕으로 검사관, 설계자 및 발주자는 도장 작업 전에 충분한 정보를 바탕으로 합격/불합격 여부를 결정할 수 있습니다.
주요 내용
• 용해성 염분은 처리된 표면에 잔류할 수 있으며, 코팅의 조기 손상을 일으키는 흔한 원인입니다.
용해성 염분은 ‘화학적 부식’과 ‘삼투성 기포’라는 두 가지 과정을 통해 코팅 손상을 유발합니다.
• 브레슬(Bresle) 방법은 염의 질량을 측정하는 것이 아니라, 추출된 용액의 전도도를 측정합니다.
• ISO 8502-6은 표면에서 용해성 염을 추출하는 방법을 정의하고, ISO 8502-9는 전도도를 해석하는 방법을 정의합니다.
• 시험 결과는 일반적으로 실제 염의 조성이나 이온 농도가 아닌 표면 밀도 단위로 보고됩니다.
• 전도도 값은 유의미하기 위해 온도에 따라 보정되어야 하며, 블랭크 시험을 통해 검증되어야 합니다.
• 보고 단위는 중요합니다: µS/cm는 용액의 전도도를 나타내는 반면, mg/m² 또는 µg/cm²는 표면 오염도를 나타냅니다
• 전도도를 표면 밀도로 변환하려면 추출 부피, 시험 면적 및 염 성분에 대한 가정이 필요합니다
• 보편적인 합격/불합격 기준은 없으며, 수용 기준은 프로젝트 사양에 의해 정의됩니다
• 올바르게 해석될 경우, 용해성 염 시험 결과는 코팅 전 표면 청결도를 나타내는 반복 가능하고 표준화된 지표가 됩니다
